發(fā)育機(jī)器人集成學(xué)習(xí)算法研究.pdf

1、制造出“類(lèi)人”的智能機(jī)器人，一直以來(lái)是機(jī)器人學(xué)乃至整個(gè)人工智能界所追求的終極目標(biāo)。以自主心智發(fā)育為核心的發(fā)育機(jī)器人為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)提出了新的設(shè)計(jì)范式，并為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)開(kāi)辟了一條新的途徑。發(fā)育機(jī)器人的最大優(yōu)點(diǎn)是：模仿人類(lèi)心理發(fā)育過(guò)程，無(wú)須面向任務(wù)進(jìn)行編程，將程序員從繁重的體力與腦力勞動(dòng)中解放了出來(lái)，同時(shí)具有在線學(xué)習(xí)等優(yōu)點(diǎn)，很快便成為了機(jī)器人領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。但是現(xiàn)有的發(fā)育機(jī)器人算法都存在著兩個(gè)共同的缺陷，那就是無(wú)法有效的處理任務(wù)沖突和泛化

2、能力有限的問(wèn)題，如何解決這兩個(gè)問(wèn)題是當(dāng)務(wù)之急。 本文首先給出了發(fā)育機(jī)器人的概念，并綜述了發(fā)育機(jī)器人的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及其特點(diǎn)，重點(diǎn)分析了發(fā)育機(jī)器人領(lǐng)域現(xiàn)有的主要學(xué)習(xí)方法及其主要優(yōu)缺點(diǎn)。其次，介紹了一種機(jī)器學(xué)習(xí)范式—集成學(xué)習(xí)，它使用多個(gè)學(xué)習(xí)器來(lái)解決同一個(gè)問(wèn)題，能夠顯著提高學(xué)習(xí)系統(tǒng)的泛化能力，因此本文把集成學(xué)習(xí)方法引入發(fā)育學(xué)習(xí)算法中以提高泛化能力。針對(duì)現(xiàn)有的發(fā)育學(xué)習(xí)算法主要缺點(diǎn)，即：不能有效地解決任務(wù)的沖突性和泛化能力有限的問(wèn)題，本文

3、分別給出了任務(wù)驅(qū)動(dòng)發(fā)育學(xué)習(xí)算法(TDD)和任務(wù)驅(qū)動(dòng)算法集成(NCETDD)。NCETDD算法是在TDD算法的基礎(chǔ)上對(duì)其主要載體BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行負(fù)相關(guān)學(xué)習(xí)的有效集成。在實(shí)驗(yàn)部分本文從多任務(wù)性方面對(duì)TDD算法進(jìn)行了性能測(cè)試，并從實(shí)時(shí)性和任務(wù)區(qū)分性兩個(gè)方面對(duì)TDD和IHDR進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)比較。而對(duì)NCETDD則在此基礎(chǔ)上增加了泛化能力的測(cè)試。仿真實(shí)驗(yàn)與實(shí)體實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明了NCETDD算法不僅可以有效地解決任務(wù)沖突，而且有效地提高了發(fā)育機(jī)器人的泛化